CC BY
24
УДК: 616.831-001:615.832.9
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕИНВАЗИВНОЙ КРАНИОЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГИПОТЕРМИИ
В.Е.АВАКОВ, И.А.ШАХОВА
Increase of efficiency noninvasive selective brain hypothermia
V.E.AVAKOV, I.A.SHAHOVA
Ташкентская медицинская академия
Общепризнано, что при синдроме острой ишемии мозга приоритетным направлением нейропро-текции является краниоцеребральная гипотермия. Известен ряд преимуществ локальной гипотермии. Задача работы - оптимизация методов неинвазивной краниоцеребральной гипотермии у пациентов с тяжелыми черепно-мозговыми травмами, особенно с поражением стволовых структур мозга.
Ключевые слова: локальное охлаждение, церебральная гипотермия, травматическое повреждение мозга, стволовые структуры головного мозга, ишемический синдром, нейропротекция, температурный мониторинг.
It is widely known that at syndrome of severe brain ischemia a priority direction of neuroprotection is selective brain cooling. A number of advantages of selective hypothermia is known. The aim of research is optimization of noninvasive selective brain hypothermia methods at patients with severe traumatic brain injury, especially with defeat brain trunk structures.
Key words: selective cooling, cerebral hypothermia, traumatic brain injury, brain trunk structures, ischemic syndrome, neuroprotection, temperature monitoring.
Травматическое повреждение мозга (ТПМ) -частая причина инвалидизации и смерти молодого населения. ТПМ в мире занимают 36-40% общего травматизма; у 30-35% пациентов ТПМ сопровождаются повреждением стволовых структур головного мозга [1-4].
Стратегия и тактика лечения пациентов с ТПМ определяется современными представлениями о сути патофизиологических процессов, происходящих как в поврежденных, так и в здоровых участках ткани головного мозга. Основополагающеи является концепция, предусматривающая выделение при любом патологическом состоянии зон первичного и вторичного повреждения. Если зона первичного поражения по своеи сути составляет проблему хирургическую, то зона вторичного повреждения должна являться предметом особого внимания неирореаниматологов. Главная цель интен-сивнои терапии должна заключаться в предотвращении ее возникновения и(или) распространения в тканях, непосредственно прилежащих к патологическому очагу, т.е. в неиропротекции [7-14, 20].
Одним из важнеиших направлении в неиропро-текции является снижение потребности мозга в кислороде. Когда ишемия уменьшает поступление в головнои мозг кислорода, гипотермия остается единственным методом снижения потребности в нем [6-9,12,13,16-18].
Лечение гипотермиеи следует начинать как можно скорее для пациентов с возможным ишеми-ческим поражением, поскольку со временем эффективность гипотермии как неирозащитного средства снижается. Многие данные по моделям на животных позволяют считать, что чем раньше проводится гипотермия, тем лучше исход для испытуемого [8,13]. Время гибели клеток мозга различно: после тяжелого ишемического инсульта пирамидальные неироны гиппокампа (более чувствительные к ишемии, чем стриарные неироны) остаются жизнеспособными в течение 2-3-х днеи, тогда как более устоичивые стриарные неироны начинают погибать через 3-12 ч после реперфузии [13].
Эта процедура приводит к снижению жизнедея-
тельности организма, повышает устоичивость его к кислородному голоданию и имеет своеи целью повышение устоичивости мозга к гипоксии, а также купирование явлении отека и набухания головного мозга [13].
В процессе охлаждения человека потребление кислорода организмом уменьшается на 5-7% при снижении температуры на каждыи градус [9, 10, 13]; церебральньш кровоток уменьшается на 6,7% от исходного уровня [6]. При этом возрастает резистентность сосудов и уменьшается объем мозга (на 4%), венозное и ликворное давление [6]. Снижение температуры тела всего на 1°С (с 37,0 до 36,0°С) поддерживает нормальныи уровень АТФ в условиях гипоксии, тогда как в условиях тои же гипоксии и нормотермии запасы АТФ снижаются наполовину. При снижении температуры на 3°С сохранение креатинфосфата более чем удваивается. Эти данные свидетельствуют о выраженном протекторном эффекте умереннои гипотермии. Уменьшение скорости метаболических процессов при гипотермии тормозит начальные компоненты ишемического каскада, способствует сохранению запасов АТФ [12, 13]. Кроме того, при гипотермии уменьшается реакция мозга в ответ на травму, в связи с чем сокращается зона травматического размягчения и отека мозга [12, 13]. Гипотермия в 2-3 раза увеличивает силу и продолжительность деиствия осмодиуретиков, что позволяет снизить их дозировку [12, 13]. В исследованиях на животных гипотермия подавляет индуцированные ишемиеи воспалительные реакции и освобождает от провоспалительных цитокинов. Она предотвращает или уменьшает связанное с репер-фузиеи повреждение ДНК, окисление липидов, продукцию леикотриенов, уменьшает продукцию оксида азота - ключевого агента в развитии постишемического повреждения мозга [13,20,21]. Чрезмерная продукция свободных радикалов (супероксид (О2), пероксинитрит (N02), пероксид водорода (Н2О2), гидроксильные радикалы (ОН-) является причинои перекисного окисления липи-дов, белков, нуклеиновых кислот. Неироны имеют
различные энзиматические и неэнзиматические защитные механизмы для предотвращения этого типа повреждения, только продукция свободных радикалов в течение ишемии и реперфузии может превосходить возможности антиоксидантнои системы. Снижение продукции свободных радикалов также является неиропротекторным механизмом гипотермии [13,20,21]. Церебральное термообъединение означает существование полеи в мозге со значительно более высокои температу-рои (разница свыше 2-3°С), чем средняя температура. Изолированные поля мозга с высокои темпе-ратурои имеют более тяжелое повреждение, чем поля с низкои температурои. Умеренная гипотермия может быть использована для предотвращения или уменьшения церебрального термообъединения [13].
Преимущества локальнои (краниоцеребральнои) гипотермии перед общеи [5,11,14,15,19]:
1) отсутствие побочных эффектов, характерных для общеи гипотермии - аритмии, снижение порога коагуляции, повышение риска инфекции, увеличение риска нарушения баланса электролитов, гипертер-мическои реакции (при быстром согревании);
2) отсутствие побочных эффектов, характерных для инвазивнои гипотермии, - прокол сосуда или тромбоз глубоких вен;
3) отсутствие потребности в специальном оборудовании, наркозе;
4) охват малои площади поверхности тела;
5) нет необходимости во введении фармакологических средств для контроля дрожи и медленном и аккуратном согревании пациента;
6) первоочередное снижение температуры головного мозга (прежде всего коры, т.е. структуры, наиболее чувствительнои к кислородному голоданию);
7) снижение времени пребывания в стационаре.
Материал и методы
С января по июнь 2011 года в отделениях анестезии и реанимации ТМА 30 пациентам с тяжелым ТПМ, осложненным поражением стволовых структур мозга и ишемическим синдромом, проведена неинвазивная краниоцеребральная гипотермия (КЦГ) по предложеннои нами методике. Все пациенты были разделены на три группы: проведение КЦГ через носовые ходы по описаннои ниже методике (гр. А), сочетание КЦГ через носовые ходы с охлаждением свода черепа хладоэлементами (гр. В) и проведение КЦГ через носовые ходы в сочетании с охлаждением свода черепа и проекции каротиднои бифуркации хладоэлементами (гр. С).
Группа D - контрольная - включает пациентов с ТПМ, которым не проводилось охлаждение. Клиническая и демографическая характеристика пациентов представлена в таблице 1.
При проведении работы регистрировалась температура в наружных слуховых проходах. Состояние кровотока в общеи соннои артерии определялось методом ультразвуковои допплерографии.
Таблица 1. Клиническая и демографическая характеристика пациентов
Характеристика Группа А, п=8 Группа В, п=9 Группа С, п=13 Группа D, п=12
Возраст, лет 39,5±20,5 35,5±12,5 34±17 38,3±19,1
Пол:
Жен. — 2 2 3
Муж. 8 7 11 9
Причина травмы:
ДТП 7 6 9 7
драка — — 1 —
падение — 2 2 2
другие — — 1 —
неизвестно 1 1 — 3
Характер травмы:
изолированная 4 5 7 6
сочетанная:
абдоминальное повреждение — — 2 1
травма груднои клетки 2 1 1 3
травма таза или нижних конечностеи 2 3 3 3
травма верхних конечностеи — — 1 2
Вид повреждения головного мозга:
с вовлечением стволовых структур 2 3 4 4
без вовлечения стволовых структур 6 6 9 8
Предгоспитальная гипотензия — 5 6 9
Уровень сознания (по шкале ком Глазго):
3-4 2 2 1 4
5-8 6 7 11 8
Зрачковая аномалия 2 3 5 7
Время от момента поступления до начала КЦГ, ч 1-3 2-6 1-8 3-7
Рис. 1. Интраназальный объемник.
Результаты и обсуждение
Мы выбрали методику проведения охлаждения через носовые ходы пациента потому, что учитывая анатомическую расположенность стволовых структур головного мозга, имеется чрезвычаиная сложность как инвазивного, так и неинвазивного подхода к ним для осуществления локального охлаждения. При этом необходима регистрация температуры в наружных слуховых проходах, так как установлено, что температура внутри слухового прохода на уровне барабаннои перепонки соответствует температуре коры мозга на глубине 25 мм от внутреннего свода черепа. Исследования био-электрическои активности головного мозга не выявляют каких-либо существенных изменении при охлаждении указанным способом до температуры 25°С в наружном слуховом проходе [5, 11,13].
При проведении охлаждения установлено, что наибольшая скорость и интенсивность снижения температуры в наружных слуховых проходах достигается в первые 1,5-2 ч проведения КЦГ; в последующие 3-7 ч температура снижается менее значительно - на 0,3-0,5°С. После прекращения проведения КЦГ (8 ч) она остается сниженнои еще в течение 8-13 ч (рис. 3) (* - р<0,05).
Мы изучали влияние гипотермии на температуру в наружном слуховом проходе с однои (гомола-теральнои) и с двух сторон при проведении КЦГ в группах А, В, С через один и оба носовых хода.
Анализ полученных данных показал, что чем больше одномоментно используемых мероприятии по снижению температуры, тем выраженнее
Рис. 2. Проведение КЦГ через носовой ход.
скорость и интенсивность ее снижения.
При проведении КЦГ с однои стороны в группе А температуру в наружном слуховом проходе на гомолатеральнои стороне удалось снизить на 0,9-1,6°С по сравнению с группои контроля (гр. D) (рис. 4), в группе В - на 1,7-2,5°С, в группе С - на 2,6-3,2°С.
При проведении КЦГ с двух сторон в группе А температуру в наружных слуховых проходах удалось снизить на 1,7-2,5°С по сравнению с группои D, в группе В - на 2,6-3,3°С, в группе С - на 3,4-4,0°С (рис. 5).
При использовании в качестве охлаждающего приспособления морозильнои камеры температуру жидкости, циркулирующеи в системе, удалось снизить с +20 до +2°С; при использовании посуды со льдом - с +20 до +12°С за тот же период времени. Оптимальнои температурои теплоносителя (в нашеи работе - воды) следует считать 2°С. Более низкии уровень температуры опасен из-за обморожения кожных покровов [5,11,13].
Скорость циркуляции жидкости в системе также имеет важное значение в интенсивности и скорости снижения температуры. Она тем выражен-нее, чем выше скорость циркуляции жидкости в системе.
Данные о влиянии гипотермии на некоторые показатели организма пациента представлены в таблице 2.
Выявлено, что систолическое артериальное давление снижается на 8-12 мм рт. ст. при исходно
Рис. 3. Скорость и интенсивность изменения температуры в наружных слуховых проходах в группах контроля и гипотермии.
Рис. 4. Влияние гипотермии на температуру в наружном слуховом проходе в группах А (при проведении КЦГ на гомолатераль-ной стороне) и D.
повышенных значениях; частота сердечных сокращении стабилизируется до нормокардии; линеи-ная скорость кровотока снижается до нормы при исходно повышенных значениях; значения пуль-соксиметрии приближаются к 100% при исходно сниженных значениях; время свертываемости крови почти не меняется. Т.е. при снижении температуры в наружном слуховом проходе до 31-30°С отмечается значительное улучшение сердечнои дея-
Рис. 5. Влияние гипотермии на температуру в наружных слуховых проходах в группах С (при двустороннем проведении КЦГ) и D.
тельности и дыхания, что объясняется уменьшением отека мозга, гипоксии и вторичных изменении [5,11,13].
Для поддержания адекватных коагуляционных своиств крови мы вводили гепарин лишь пациентам группы А при повышенных значениях ВСК.
Непосредственныи техническии успех был достигнут в 80% случаев. Осложнении при проведении КЦГ не отмечалось.
Показатель
Группа А Группа В Группа С
0-3 ч
Систолическое артериальное давление при стабильнои гемодинамике 113,4 111,2 109,4
Частота сердечных сокращении 98,3 101,0 104,2
Линеиная скорость кровотока в общеи соннои артерии 120,4 118,6 109,3
Сатурация крови 98,3 96,4 97,7
Время свертываемости крови 410.450 505-550 530-615
3-8 ч
САД 106,0 101,4 94,1
ЧСС 78,2 82,3 81,0
ЛСК ОСА 90,1 92,2 84,0
Sp02 99,8 98,7 99,3
ВСК 415-450 505-600 535-605
Таблица 2. Влияние гипотермии на системные и внечерепные физиологические характеристики
Заключение
Таким образом, сочетанием простых неинвазив-ных методов краниоцеребральнои гипотермии, как в группе С, с заранее установленной максимально возможной скоростью циркуляции жидкости в системе за относительно короткии промежуток времени (1-3 ч) удается снизить температуру на 2,5-4,0°С, т.е. достичь терапевтическои гипотермии, которая приводит к снижению интенсивности метаболических процессов головного мозга на 17-30%, редукции внутричерепного объема на 1016%, что вызывает соответсвенно уменьшение внутричерепного и ликворного давления у этои категории пострадавших. Это исключительно важно при поражении стволовых структур головного мозга пациентов, у которых широко распространенные методы неинвазивнои гипотермии без использования предложеннои нами методики показывают низкие результаты.
Методика может применяться в любом медицинском учреждении, в том числе и в отделениях скорои помощи, так как не требует специального оборудования и обученного персонала.
Метод находится на стадии разработки и совершенствования ввиду существующих некоторых технических особенностеи. Исследования продолжаются.
Литература
1. Кариев М. Х., Мирзабаев М. Д. Наш опыт организации неотложнои консультативнои помощи. Научно-практическая конференция, посвященная 25-летию неирохирургическои службы Юж-но-Казахстанскои области. Тез. докл. Чимкент 1997; 8-10.
2. Касумова С. Ю. Патологическая анатомия череп-но-мозговои травмы. Клиническое руководство по черепно-мозговои травме. М 1998; 69-229.
3. Лантух А. В. Диагностика и дифференцированное лечение травматических внутримозговых гематом. дис. ... канд. мед. наук. М 1990; 179.
4. Мамадалиев А. М. Прогнозирование исходов че-репно-мозговои травмы в остром периоде: Авто-реф. дис. . д-ра мед. наук. М 1988; 41.
5. Covaciu L., Allers M., Enblad P. et al. Intranasal selective brain cooling in pigs. Resuscitation 2008; 76: 3-8.
6. De Georgia M.A., Krieger D.W., Abou-Chebl A. et al. Cooling for Acute Ischemic Brain Damage (Cool aid). A feasibility trial of endovascular cooling. Neurology 2004; 63: 312-317.
7. Ding Y., Li J., Luan X. et al. Local saline infusion into ischemic territory induced regional brain cooling and neuroprotection in rats with transient middle cerebral artery occlusion. Neurosurgery 2004; 54: 956-965.
8. Donnan G.A., Baron J.C., Ma H., Davis S.M. Penumbral selection of patients for trials of acute stroke therapy. Lancet Neurol 2009; 8: 261-269.
9. Erecinska M., Thoresen M., Silver I.A. Effects of Hypothermia on Energy Metabolism in Mammalian Central Nervous System. J Cereb Blood Flow & Metab 2003; 23: 513-531.
10.Kammersgaard L.P., Rasmussen B.H., Jorgensen H.S.
et al. Feasibility and safety of inducing modest hypothermia in awake patients with acute stroke through surface cooling: a case-control study: the Copenhagen Stroke Study. Stroke 2000; 31: 22512256.
11.Keller E., Mudra R., Gugl C. et al. Theoretical evaluations of therapeutic systemic and local cerebral hypothermia. J Neurosci Methods 2009; 178: 345-349.
12.Marion D.W., Penrod L.E., Kelsey Sh.F., et al. Treatment of traumatic brain injury with moderate hypothermia. New Engl J of Med 1997; 336: 540-546.
13.Polderman K.H. Application of therapeutic hypothermia in the ICU: opportunities and pitfalls of a promising treatment modality. Part 1: Indications and evidence. Intensive Care Med 2004; 30: 556575.
14.Polderman K.H., Herold I. Therapeutic hypothermia and controlled normothermia in the intensive care unit: practical considerations, side effects, and cooling methods. Crit Care Med 2009; 37: 1101-1120.
15.Qiu W., Shen H., Zhang Y. et al. Noninvasive selective brain cooling by head and neck cooling is protective in severe traumatic brain injury. J Clin Neurosci 2006; 13: 995-1000.
16.Sessler D.I. Defeating normal thermoregulatory defenses: induction of therapeutic hypothermia. Stroke 2009; 40: e614-e621.
17.van der Worp H.B., Macleod M.R., Kollmar R. Therapeutic hypothermia for acute ischemic stroke: ready to start large randomized trials? J Cereb Blood Flow & Metab; 2010; 6: 1079-1093.
18.van der Worp H.B., Sena E.S., Donnan G.A. et al. Hypothermia in animal models of acute ischemic stroke: a systematic review and metaanalysis. Brain 2007; 130: 3063-3074.
19.Wang H., Olivero W., Lanzino G. et al. Rapid and selective cerebral hypothermia achieved using a cooling helmet. J Neurosurg 2004; 100: 272-277.
20.Yenari M., Kitagawa K., Lyden P., Perez-Pinzon M. Metabolic downregulation: a key to successful neuroprotection? Stroke 2008; 39: 2910-2917.
21.Zhao H., Steinberg G.K., Sapolsky R.M. General versus specific actions of mild-moderate hypothermia in attenuating cerebral ischemic damage. J Cereb Blood Flow & Metab 2007; 27: 1879-1894.
НОИНВАЗИВ КРАНИОЦЕРЕБРАЛ ГИПОТЕРМИЯНИНГ САМАРАДОРЛИГИНИ ОШИРИШ
В.Е.Аваков, И.А.Шахова Тошкент тиббиет академияси
Бош мия ишемиясида нейропротекциянинг кранио-церебрал гипотермия усули энг самарали ^исобланиб келмокда. Локал гипотермия умумий тананинг со-вутилишидан анча устун туради. Тадкикот максади -бош мия огир шикастланган беморларда, айникса мия узагини жаро^атларида, краниоцербрал гипотермия усулини оптимизация килиш.
Контакт: Шахова Ирина Александровна. Ташкент, 100081, 3 проезд Домбрабад, 20а. Тел.: +998977518461. E-mail: [email protected]
